21-1 مقدمة
وقد تم التعرف على أكوابونيكش باعتبارها واحدة من «عشر تقنيات يمكن أن تغير حياتنا» بفضل قدرتها على إحداث ثورة في كيفية إطعام السكان الحضريين المتزايدين (فان وينسيل وآخرون 2015). وقد حفز هذا النظام المتزايد لإعادة تدوير التربة زيادة البحوث الأكاديمية على مدى السنوات القليلة الماضية وألهم الاهتمام بأفراد الجمهور كما هو موثق بنسبة عالية من جوجل إلى جوجل سكولر نتائج البحث في عام 2016 (Junge et al. 2017). لفترة طويلة، وقد يمارس أكوابونيكش في المقام الأول كهواية الفناء الخلفي. ويستخدم الآن بشكل متزايد تجاريا بسبب اهتمام المستهلكين القوي بأساليب الزراعة العضوية المستدامة. أظهر مسح أجراه فريق CITYFOOD في جامعة واشنطن في يوليو 2018 أن عدد العمليات المائية التجارية قد زاد بسرعة على مدى السنوات ال 6 الماضية. وقد حدد هذا البحث المركّز عن العمليات المائية 142 عملية أكوابونية نشطة هادفة للربح في أمريكا الشمالية. واستناداً إلى المعلومات الإلكترونية، بدأت 94 في المائة من المزارع عملياتها على نطاق تجاري منذ عام 2012؛ ولم تعمل سوى تسع مزارع مائية تجارية منذ أكثر من 6 سنوات (الشكل 21-1).
و تقع معظم العمليات المائية التي شملتها الدراسة الاستقصائية في المناطق الريفية و غالبا ما تكون مرتبطة بالمزارع القائمة لل استفادة من انخفاض أسعار الأراضي,
img src =» https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/d39342f2-9638-48a1-af4e-6de59ee6d298.jpg “نمط = «التكبير: 48%;»/
** الشكل 21.1** الممارسون في مجال الأحياء المائية الحاليون في أمريكا الشمالية، 142 شركة تجارية (أحمر) و
17 مركز أبحاث (أزرق)، (سيتي فود، يوليو 2018)
img src =» https://cdn.farmhub.ag/thumbnails/efa8c14d-8ec7-4149-8442-37cc30e2ae8f.jpg “نمط = «التكبير: 75٪؛»/
الشكل 21.2 Aquaponics في جميع أنحاء أوروبا: 50 مركز أبحاث (أزرق) و 45 شركة تجارية (أحمر). (مركز أكوابونيكش الاتحاد الأوروبي 2017)
و البنية التحتية, و قوانين البناء المؤاتية لل هياكل الزراعية. بغض النظر عن ذلك، يقع عدد متزايد من العمليات المائية أيضا في المدن. نظرًا لبصمتها المادية الصغيرة نسبيًا والإنتاجية العالية، فإن العمليات المائية مناسبة تمامًا للممارسة في البيئات الحضرية (Junge et al. 2017). حددت المسوحات التي أجريت تحت رعاية مركز Aquaponics Hub التابع للاتحاد الأوروبي في عام 2017 50 مركزا بحثيا و 45 شركة تجارية تعمل في الاتحاد الأوروبي (الشكل 21.2). وتتراوح هذه الشركات في الحجم من صغيرة إلى متوسطة الحجم.
21.1.1 علم الأحياء المائية في البيئات الحضرية
الفضاء سلعة قيمة في المدن. ويجب أن تكون المزارع الحضرية واسعة الحيلة للعثور على المواقع المتاحة مثل الأراضي الشاغرة، وأسطح المنازل القائمة، والمستودعات التي لا تستخدم استخداما كافيا والتي يمكن أن تكون في متناول الأعمال التجارية الزراعية (دي غراف 2012؛ دي لا سال وهولندا 2010). تحتاج المزارع المائية الحضرية إلى موازنة ارتفاع تكاليف الإنتاج مع مزايا التسويق والتوزيع التنافسية التي توفرها المواقع الحضرية. و تتمثل أكبر فائدة في تحديد مواقع العمليات المائية في المدن في نمو سوق المستهلكين مع الاهتمام بالمنتجات الطازجة و العالية الجودة و المزروعة محليا. عند الامتثال للوائح المحلية للمنتجات العضوية، يمكن للمزارع الحضرية أن تحقق أسعارًا متميزة للخضراوات الورقية والأعشاب والطماطم (Quagrainie et al. 2018). على عكس الزراعة المائية، تمتلك الأحياء المائية أيضًا القدرة على إنتاج الأسماك، مما يزيد من تعزيز الجدوى الاقتصادية في بيئة حضرية غالباً ما تكون لها احتياجات غذائية متنوعة (König et al. 2016). كما يمكن للمزارع المائية الحضرية توفير بعض التكاليف التشغيلية عن طريق تقليل مسافة النقل إلى المستهلك وتقليل الحاجة إلى تخزين المحاصيل (دوس سانتوس 2016).
و يمكن أن تكون الظروف البيئية الحضرية مفيدة أيضا لل مزارع المائية. متوسط درجات الحرارة في المدن أعلى منه في المناطق الريفية المحيطة (ستيوارت وأوك 2010). وفي المناطق الأكثر برودة على وجه الخصوص، يمكن للمزارع أن تستفيد من مناخ حضري أكثر دفئًا، الأمر الذي يمكن أن يساعد على خفض الطلب على التدفئة وتكاليف التشغيل (Proksch 2017). يمكن لمزارع Aquaponic التي تتكامل مع أنظمة بناء المبنى المضيف استخدام الموارد الحضرية مثل الحرارة المهملة و COSub2/sub في هواء العادم للاستفادة من نمو النباتات كبديل للتسميد Cosub2/sub التقليدي. كما يمكن للمزارع الحضرية أن تساعد في التخفيف من الجوانب السلبية لتأثير الجزر الحرارية الحضرية خلال أشهر الصيف. ويساعد الغطاء النباتي الإضافي، حتى لو كان يزرع في الدفيئات الزراعية، على خفض درجة الحرارة المحيطة من خلال زيادة التبخر والنتح (بيرسون وآخرون 2010). وفي الأحياء المائية، يؤدي استخدام البنية التحتية لإعادة تدوير المياه إلى تقليل الاستهلاك العام للمياه لإنتاج الأسماك والخس على حد سواء، وبالتالي يمكن أن يكون له تأثير إيجابي على دورة المياه الحضرية. وتسعى المنتجات الزراعية المائية إلى إغلاق دورة المغذيات، وبالتالي تجنب إنتاج الجريان السطحي الزراعي. ومن خلال الإدارة الذكية للموارد ضمن النظم البيئية الرئيسية، تساعد الأحياء المائية على الحد من الاستهلاك المفرط للمياه وإغراء المياه بالمغذيات التي تنشأ عادة عن الزراعة الصناعية.
21.1.2 أكوابونيكش الزراعة البيئية الخاضعة للرقابة (CEA)
وتتراوح التقنيات الزراعية التقليدية لتوسيع موسم زراعة المحاصيل الطبيعية بين الحد الأدنى من التعديلات البيئية، مثل بيوت الطوق المؤقتة المستخدمة في الحقول القائمة على التربة، إلى التحكم البيئي الكامل في المنشآت الدائمة التي تسمح بالإنتاج على مدار السنة بغض النظر عن المناخ المحلي ( الزراعة البيئية الخاضعة لل رقابة 1973). و تعرف الاستراتيجية الأخيرة أيضا بالزراعة البيئية الخاضعة لل رقابة و تشمل البيوت البلاستيكية و مرافق الزراعة الداخلية على حد سواء. بالإضافة إلى التحكم في المناخ الداخلي، يقلل CEA بشكل كبير من خطر فقدان المحاصيل بسبب الكوارث الطبيعية والحاجة إلى مبيدات الأعشاب ومبيدات الآفات (Benke and Tomkins 2017). وقد صُممت معظم العمليات المائية على أنها CEA لأنها تجمع بين نظامين معقدين للنمو (تربية الأحياء المائية والمياه المائية)، وكلاهما يتطلبان ظروف نمو محكومة لضمان الإنتاجية المثلى. بالإضافة إلى ذلك، تمكن CEA الإنتاج على مدار السنة لاستهلاك استثمارات عالية في البنية التحتية المائية وتحقيق أسعار محاصيل متميزة في السوق خارج موسم النمو الطبيعي. يعتمد أداء مرفقات المزارع المائية اعتمادًا كبيرًا على المناخ المحلي والتقلبات الموسمية (Graamans et al. 2018).
وبما أن علم الأحياء المائية هو تخصص صغير نسبيا، فإن معظم البحوث الحالية تركز على مستوى النظام - على سبيل المثال، الدراسات التي تقيم التكامل التقني للاستزراع المائي مع الزراعة المائية في تشكيلات مختلفة (فانغ وآخرون 2017؛ لاستيري وآخرون 2018؛ Monsees et al. 2017). في حين أنه لا يزال من الممكن تحسين مكونات نظام أكوابونك الفردية وتفاعلاتها لتحقيق الإنتاجية، إلا أن أداءها في إطار بيئة خاضعة للرقابة لم يتم معالجته بشكل شامل. وقد بدأت البحوث الحديثة في CEA لتقييم أداء النظام المائي جنبا إلى جنب مع الأداء البيئي المبني، على الرغم من أن هناك دراسة واحدة فقط حتى الآن أن نماذج أداء نظام أكوابوني في مغلف تسيطر عليه (بينيس وآخرون. 2017a; Körner et al. 2017; مولين ومارتن 2018a; Sanjuandelmás وآخرون. 2018).
21.1.3 التعاون في مجال البحوث المائية
أدى التوسع الحالي في الاهتمام بالأحياء المائية إلى إنشاء العديد من أشكال التعاون البحثية المتعددة التخصصات ذات الصلة بالأحياء المائية التي يمولها الاتحاد الأوروبي. جمع مشروع COST FA1305، الذي أنشأ مركز Aquaponics التابع للاتحاد الأوروبي (2014-2018) بين البحوث المائية والمنتجين التجاريين لفهم أفضل لحالة الفن في الأحياء المائية ولتوليد جهود بحث وتعليمية منسقة في جميع أنحاء الاتحاد الأوروبي وحول العالم. يهدف برنامج Aquaponics المبتكر للتطبيقات الاحترافية (INAPRO) (2014-2017)، وهو اتحاد يضم 17 شريكاً دولياً، إلى تعزيز النهج الحالية للأحياء المائية الريفية والحضرية من خلال تطوير النماذج وبناء الدفيئات النموذجية. يقوم مشروع سيتي فود (2018-2021) في إطار مبادرة النمو الحضري المستدام (SUGI)، الذي يشترك في تمويله الاتحاد الأوروبي، ومنتدى بلمونت، والمؤسسات العلمية المعنية، بالتحقيق في دمج الأحياء المائية في السياق الحضري وتأثيرها المحتمل على التحديات العالمية للصلة بين الغذاء والماء والطاقة.